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Algorithms specify the way computers process information and how
they execute tasks. Many recent technological innovations and
achievements rely on algorithmic ideas - they facilitate new
applications in science, medicine, production, logistics, traffic,
communication and entertainment. Efficient algorithms not only
enable your personal computer to execute the newest generation of
games with features unimaginable only a few years ago, they are
also key to several recent scientific breakthroughs - for example,
the sequencing of the human genome would not have been possible
without the invention of new algorithmic ideas that speed up
computations by several orders of magnitude. The greatest
improvements in the area of algorithms rely on beautiful ideas for
tackling computational tasks more efficiently. The problems solved
are not restricted to arithmetic tasks in a narrow sense but often
relate to exciting questions of nonmathematical flavor, such as:
How can I find the exit out of a maze? How can I partition a
treasure map so that the treasure can only be found if all parts of
the map are recombined? How should I plan my trip to minimize cost?
Solving these challenging problems requires logical reasoning,
geometric and combinatorial imagination, and, last but not least,
creativity - the skills needed for the design and analysis of
algorithms. In this book we present some of the most beautiful
algorithmic ideas in 41 articles written in colloquial,
nontechnical language. Most of the articles arose out of an
initiative among German-language universities to communicate the
fascination of algorithms and computer science to high-school
students. The book can be understood without any prior knowledge of
algorithms and computing, and it will be an enlightening and fun
read for students and interested adults.
"E?ziente Algorithmen" was the title of the ?rst book by Kurt
Mehlhorn in 1977. It was meant as a text for graduate students and
published in German by Teubner-Verlag. We decided to adopt this
title 32 years later for this Festschrift in honor of Kurt on the
occasion of his 60th birthday. It contains contributions by his
former PhD students, many of whom are now university teachers
themselves, and colleagues with whom he cooperated closely within
his career. It is our pleasure that even Kurt's former PhD advisor,
Bob Constable from Cornell
University,kindlyagreedtocontribute.Manyofthecontributionswerepresented
at a colloquium held in Kurt's honor on August 27 and 28, 2009 in
Saarbrucken, Germany. This Festschriftshowsclearlyhowthe ?eld
ofalgorithmicshas developedand matured in the decades since Kurt
wrote his book with the same title. The classic approach based on
discrete mathematics and computability and complexity theory
continues to be the foundation of the ?eld with ever new and
important challenges as the ?rst chapters of this Festschrift show.
Kurt has contributed signi?cantly to classical algorithmics and
gained worldwide repu- tion. Starting from research in
computability theory in his PhD thesis he made major contributions
to complexity theory, graph algorithms, data structures, and was
one of the ?rst to recognize the signi?cance of computational
geometry contributing one of the early textbooks on the subject.
This book constitutes the refereed proceedings of the 20th Annual Symposium on Theoretical Aspects of Computer Science, STACS 2003, held in Berlin, Germany in February/March 2003. The 58 revised full papers presented together with 2 invited papers were carefully reviewed and selected from 253 submissions. The papers address the whole range of theoretical computer science including algorithms and data structures, automata and formal languages, complexity theory, semantics, logic in computer science, as well as current challenges like biological computing, quantum computing, and mobile and net computing.
This book constitutes the refereed proceedings of the 19th Annual Symposium on Theoretical Aspects of Computer Science, STACS 2002, held in Antibes - Juan les Pins, France, in March 2002.The 50 revised full papers presented together with three invited papers were carefully reviewed and selected from a total of 209 submissions. The book offers topical sections on algorithms, current challenges, computational and structural complexity, automata and formal languages, and logic in computer science.
This book is based on a graduate education program on computational discrete mathematics run for several years in Berlin, Germany, as a joint effort of theoretical computer scientists and mathematicians in order to support doctoral students and advanced ongoing education in the field of discrete mathematics and algorithmics.The 12 selected lectures by leading researchers presented in this book provide recent research results and advanced topics in a coherent and consolidated way. Among the areas covered are combinatorics, graph theory, coding theory, discrete and computational geometry, optimization, and algorithmic aspects of algebra.
In diesem 8. Band der Vieweg-Programmbibliothek sind
praxisorientierte Programman- wendungen aus dem Bereich
Maschinenbau fur drei verschiedene Rechnertypen zusam- mengestellt.
1m ersten Beitrag befa t sich E. Christian mit der Dimensionierung
von Schraubenver- bindungen unter dem Einflu von Warmespannungen.
Das Programm liefert als Ergebnis die kritischen Spannungswerte und
das zulassige Anzugsmoment. Der anschlie ende Beitrag befa t sich
mit dem Problem der Leckverluste durch Ringspalte bei Steuerschie-
bern und Forderpumpen. Beide Programme sind fur den
Texas-Instruments -Rechner TI-59 konzipiert. Das Problem der
Breitenzunahme nach einem Walzvorgang greift J. Ritzenhoff zu einem
Programmvorschlag zur iterativen Losung einer Breitungsgleichung
nach Ekelund mit dem Texas-Instruments-Rechner TI-58 auf. 1m
vierten Beitrag befa t sich H. Krissler mit einer Zahnradberechnung
auf dem Hewlett Packard-Rechner HP-41 C. Die Programme liefern die
Bestimmungsgro en einer Zahnrad- paarung sowie die Koordinaten von
Zwischenwellen. Die drei folgenden Beitrage von P. Dahms basieren
auf dem Casio-Rechner FX-602 P. Das erste Beispiel
Druckfederberechnung liefert als Ergebnis den Drahtdurchmesser
einer Druckfeder nach DIN 2089. 1m zweiten und dritten Beispiel
werden Programme fur ein Raderkurbelgetriebe und zur Analyse einer
Kurbelschwinge behandelt, ein Thema, das in systematischer
Darstellung bereits in den Banden 10 und 13 der Reihe Anwendung
programmierbarer Taschenrechner abgehandelt wurde. Die beiden
letzten Beispiele von G. Eckerle befassen'sich mit der
Oberflachengestaltung von Maschinenteilen zur Erzielung einer
optimalen Warmeabfuhr an die Umgebungsluft. Dieser Band wird
innerhalb der Vieweg-Programmbibliothek insbesondere Studenten und
Praktikern des Maschinenbaus den moglichen Einsatz programmierbarer
Rechner aufzeigen und Anregungen fur eigene Proble, l1losungen in
diesem Fachgebiet liefern.
Die mit dem vorliegenden Band 1 eroeffnete Reihe Anwendung
programmierbarer Taschenrechner bietet dem Leser eine breite
Palette von AufgabensteIlungen aus Gebieten der Natur- und
Wirtschaftswissenschaften, fur die Programme zur numerischen
Loesung erarbeitet wurden. Dieser Band fuhrt den Leser in das
Programmieren von Taschenrechnern ein, die nach dem Prinzip der
Umgekehrten Polnischen Notation (UPN -Technik) arbeiten, und bringt
Beispiele aus den Bereichen der angewandten Mathematik, der
Finanzmathematik, der Statistik und der Informatik. Dabei wird
besonders Gewicht auf eine rationelle und leicht uberschaubare
Programmierung als Hilfs- mittel zur Problemloesung gelegt. Eine in
dieser Weise als Handwerkszeug verstandene Programmie- rung wird
nicht zum Selbstzweck ausarten, sondern den Leser befahigen, auf
Grund der muhelosen Reproduzierbarkeit der Loesung alle
wunschenswerten Variantenrechnungen einer fundierten
Ergebnisaussage nutzbar zu machen. Das Buch wendet sich
insbesondere an Ingenieure in der Industrie und den verschiedenen
Verwal- tungsbereichen, die sowohl mit mathematisch-technischen wie
auch mit mathematisch-betriebs- wirtschaftlichen AufgabensteIlungen
konfrontiert werden. Studenten an Universitaten und Fach-
hochschulen erhalten eine grundliche Einfuhrung in die
unterschiedlichen Funktionsmerkmale der Rechensysteme und erlernen
das methodische Vorgehen und die praktische Rechnungsdurch- fuhrung
mit dem programmierbaren Taschenrechner. Dem Leser wird ein
Nachschlagfundus mit Beispielen fur programmierte Aufgabenloesungen
aus einem breiten Anwendungsspektrum in die Hand gegeben. Die
hierbei gegebenen Programmier- hinweise haben den Zweck, die
Ausarbeitung spezieller, auf die eigene Problemstellung zuge-
schnittene Programme zu erleichtern. Zu den AufgabensteIlungen
werden die mathematischen Grundlagen nur soweit dargestellt, wie es
zur Programmierung des Loes, ungsalgorithmus erforderlich ist. Zum
tieferen Eindringen in die jeweilige Thematik wird auf die
vorhandene Fachliteratur verwiesen.
Die mit Band 1 begonnene Reihe Anwendung programmierbarer
Taschenrechner wird mit dem vorliegenden Band 2 zu den Fachgebieten
Allgemeine Elektrotechnik, Nachrichtentechnik und Impulstechnik
fortgesetzt. Dieser Band wendet sich insbesondere an Ingenieure der
Elektrotechnik aus Entwicklungs-, Labor- und Betriebsbereichen, die
an einer rationellen und systematischen Bearbeitung sich
wiederholender AufgabensteIlungen aus den genannten Fachgebieten
interessiert sind. Studenten an Technischen Hochschulen und
Fachhochschulen erhalten einen Einblick in die Moeglichkeiten und
Grenzen der Anwendung programmierbarer Taschenrechner. Dem Leser
wird ein Nachschlagefundus mit Beispielen fur programmierte
Aufgabenloesungen prak- tischer Anwendungsfalle in die Hand
gegeben. Die hierbei gegebenen Programmierhinweise haben den Zweck,
die Ausarbeitung spezieller, auf die eigene Problemstellung
zugeschnittene Programme zu erleichtern. Zu den AufgabensteIlungen
werden die mathematischen Grundlagen nur soweit dargestellt, wie es
zur Programmierung des Loesungsalgorithmus erforderlich ist. Zum
tieferen Eindringen in die jewei- lige Thematik wird auf die
vorhandene Fachliteratur verwiesen. Die angegebenen Programme sind
auf die UPN-Technik HP-67 und HP-97 mit externem Magnet-
karten-Speicher zugeschnitten. Mit Hilfe der angegebenen
Loesungsgleichungen und den Hinweisen zu der jeweiligen
Programmstruktur sind die Programme jedoch auch auf andere
Rechnersysteme ubertragbar. Der Verfasser geht davon aus, dass die
den Rechnern aller Systeme zugehoerigen Be- dienungshandbucher und
die hierzu vorliegende Sekundarliteratur alle Fragen zur
eigentlichen Be- dienung und praktischen Einubung umfassend
beantworten. Der vorliegende Band soll als Lehr-und Arbeitsbuch
eine Brucke zwischen den objektiven Moeglich- keiten der Technik
(Hardware) und den subjektiven Fahigkeiten zu einer
rechnergerechten Problem- analyse und rationellen Problemloesung
(Software) bauen.
Die mit dem Gebiet der angewandten Mathematik und Finanzmathematik
in Band 1 begonnene und mit Anwendungsproblemen auf dem Gebiet der
Allgemeinen Elektrotechnik mit Band 2 fort gesetzte Reihe
"Anwendung programmierbarer Taschenrechner" wird mit dem
vorliegenden Band um die Fachgebiete Elektrische Energietechnik,
Steuerungstechnik und Elektrizitatswirtschaft erweitert. Dieser
Band wendet sich insbesondere an Ingenieure in
Energieversorgungsunternehmen (EVU's) und Industrieunternehmen, die
an einer rationellen und systematischen Bearbeitung sich wieder
holender AufgabensteIlungen aus den genannten Fachgebieten
interessiert sind. Studenten an Technischen Hochschulen und
Fachhochschulen erhalten einen Einblick in die Moglichkeiten und
Grenzen der Anwendung programmierbarer Taschenrechner. Dem Leser
wird ein Nachschlagefundus mit Beispielen fur programmierte
Aufgabenlosungen prak tischer Anwendungsfalle in die Hand gegeben.
Die hierbei gegebenen Programmierhinweise haben den Zweck, die
Ausarbeitung spezieller, auf die eigene Problemstellung
zugeschnittene Programme zu erleichtern. Zu den AufgabensteIlungen
werden die mathematischen und vertragsrechtlichen Grundlagen nur
soweit dargestellt, wie es zur Programmierung des
Losungsalgorithmus erforderl ich ist. Zum tieferen Eindringen in
die jeweilige Thematik wird auf die vorhandene Fachliteratur
verwiesen. Die angegebenen Programme sind auf die Rechner HP 67, HP
97 und HP 41 C fur UPN-Technik mit Magnetkartenleser und ggf.
Thermodrucker zugeschnitten. Mit Hilfe der angegebenen Losungs
gleichungen und den Hinweisen zu der jeweiligen Programmstruktur
sind die Programme jedoch auch auf andere Rechnersysteme
ubertragbar. Der Verfasser geht davon aus, dass die den Rechnern
aller Systeme zugehorigen Bedienungshandbucher und die hierzu
vorliegende Sekundarliteratur alle Fragen zur eigentlichen
Bedienung und praktischen Einubung umfassend beantworten."
Hinter vielen Programmen stecken clevere Verfahren, die man als
Algorithmen bezeichnet. Algorithmen losen nicht nur mathematische
Aufgaben, die sich mit Zahlen beschaftigen, sondern auch andere,
ganz alltagliche Problemstellungen, bei denen logischer Spursinn,
raumliche Orientierung oder geschicktes Verhandeln gefragt sind,
beispielsweise: Wie sollten Seerauber eine Schatzkarte aufteilen,
bzw. Bankangestellte den Geheimcode des Tresors? Wie ermittle ich
den kurzesten Weg zwischen zwei Orten? Wie kann ich einen Kuchen
gerecht aufteilen? Dieses Buch vollfuhrt einen Streifzug durch die
faszinierende Welt der Algorithmen. Es verlangt keine
Vorkenntnisse, so dass Schuler ab der Mittelstufe und
Informatik-interessierte Laien neue und uberraschende Einblicke
gewinnen konnen. In 43 Artikeln von Informatikern, die an
Universitaten im In- und Ausland lehren, werden besonders elegante
Algorithmen anschaulich und umgangssprachlich erklart, so dass die
besondere Faszination der Informatik spurbar wird."
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